Vitasvet-led.ru

Витасвет Лед
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Включение выключателя с синхронизмом

Включение выключателя с синхронизмом

Название: Автоматизация электроэнергетических систем — Методические указания ()

Жанр: Технические

Просмотров: 1718

3.4. автоматическое включение с улавливанием синхронизма

Устройства АПВУС предназначены для повторного включения одиночных транзитных линий с двусторонним питанием с ограниченным углом включения. В отличие от АПВОС, в основном лишь предотвращающих несинхронное включение параллельных связей, устройства АПВУС имеют более совершенные элементы контроля (улавливания) синхронизма, что позволяет существенно расширить область допустимых скольжений (до 1,5…2,0 Гц). Если на линиях установлены трансформаторы напряжения, то выполнение устройств контроля синхронизма для АПВ не представляет сложности. В этом случае реле контроля синхронизма подключаются к одноименным фазам трансформаторов напряжения сборных шин и линии. Однако распределительные устройства с большим числом присоединений оснащаются, как правило, трансформаторами напряжения на системах шин, а информацию о напряжении на линии получают от различных устройств отбора напряжения. Наиболее распространен в настоящее время отбор напряжения от конденсаторов, применяемых для высокочастотной связи. Основным элементом выпускаемых промышленностью шкафов отбора напряжения являются трансформаторы отбора напряжения (ТОН). Работают трансформаторы в режиме, близком к трансформатору тока, но допускают значительно большее сопротивление нагрузки. Измерительные приборы, подключаемые к ТОН, шунтируются регулируемым резистором, величина которого подбирается таким образом, чтобы напряжение на приборе было равно 100 В.

В устройствах АПВОС для контроля синхронизма используют специальное реле контроля синхронизма (KSS), реагирующее на геометрическую разность напряжений линии и шин. Реле имеет две обмотки, включаемые на напряжения линии и шин. Разность магнитных потоков обмоток соответствует разности указанных напряжений. Выпускаемые промышленностью электромагнитные реле типа РН-55 имеют несколько модификаций, различающихся номинальными напряжениями (30, 60, 100 В), и имеют уставки по углу сдвига фаз между векторами напряжений от 20 до 40º при номинальном напряжении. Малые значения уставок по углу существенно ограничивали возможности АПВУС. В настоящее время выпускается реле сдвига фаз типа РСНФ-12, которое одновременно выполняет функции органа сравнения фаз, контроля напряжения на линии и шинах. Канал сравнения сдвига фаз имеет диапазон уставок от 4º до 90º с дискретностью регулирования через 2º. Каналы контроля напряжения на линии и на шинах имеют фиксированные уставки Uср.л = 0,5Uном, поэтому их использование по назначению не всегда возможно.

Устройства АПВУС использует принцип синхронизации с постоянным углом опережения (или дискретно изменяющимся в зависимости в функции скольжения). На рис. 4 приведена схема одного из вариантов исполнения АПВУС с постоянным углом опережения [1, 2]. В качестве собственно устройства АПВ может использоваться комплектное реле типа РПВ-58, либо полупроводниковое реле РПВ-01. Синхронизатор с постоянным углом

Рис. 4. Устройство АПВУС: а – схема АПВУС; б – схема

подключения реле напряжения и контроля синхронизма

опережения выполнен на двух реле контроля синхронизма KSS1, KSS2 и реле времени КТ1, входящего в состав РПВ. Реле KSS1, KSS2 включены на напряжение скольжения, то есть на геометрическую разность напряжений одноименных фаз со стороны линии и со стороны шин. Однако при использовании комплекта РПВ-01 допустимые частоты скольжения могут оказаться очень малыми вследствие того, что минимальная выдержка времени встроенного реле времени составляет 0,25 с. В этом случае может оказаться целесообразным использовать выносное реле времени с меньшими минимальными уставками.

Устройства АПВУС обычно имеют одинаковые схемы с обоих концов линии (как и АПВОС), а последовательность их действия определяется положением специально предусмотренных накладок. Опробование линии производится с контролем отсутствия напряжения на линии и тем устройством, в котором включена накладка SX1. Контроль напряжения осуществляется с помощью реле напряжения KV1, подключенного к устройству отбора напряжения линии (в схеме – размыкающие контакты KV1). Напряжение срабатывания этого реле выбирается по условию (14),

а выдержка времени реле КТ2 – по условию (8), (9), (10).

Повторное включение на противоположном конце линии (накладка SX1 снята) производится с контролем скольжения и выбором момента подачи команды на включение выключателя с заданным углом опережения (задается углом срабатывания KSS2). Сигнал на включение подается в точке «б» (рис. 5), а включение выключателя – в точке «в» при угле δвкл. Этот угол будет максимален при максимально допустимой угловой частоте скольжения ωs м.д:

δвкл.макс = ωs м.д tвв – δkss.2. (27)

Таким образом, расчетную проверку допустимости применения АПВУС необходимо производить исходя из максимально допустимого угла включения, по методике, рассмотренной при расчете БАПВ. Для этого:

– из выражений (24) или (25) по рассчитанному для угла π току несинхронного включения Iнс/Iном вычисляется коэффициент Кδ и по рис. 4 находится значение максимально допустимого угла включения δм.д;

– принимая δм.д = δвкл.макс, из выражения (27) определяют значение максимально допустимой угловой частоты скольжения:

, (28)

где δkss2 – угол срабатывания второго реле контроля синхронизма KSS2 (можно предварительно принять равным в диапазоне 4º…20º);

Читать еще:  Выдвижное исполнение автоматического выключателя

– задают угол срабатывания первого реле контроля синхронизма KSS1, который должен, с одной стороны, превышать с запасом начальный угол электропередачи δkss1 = Кнδ0 (Кн = 1,2–1,3), с другой – не превышать максимально допустимый угол включения δм.д;

– далее определяют выдержку времени реле КТ1, которая обеспечивает запрет АПВ при скольжении ωs > ωs м.д:

. (29)

Рис. 5. Диаграмма, поясняющая принцип действия АПВУС

Если полученная выдержка времени окажется меньше рассчитанной по условию (12) или (13), то необходимо принять в качестве уставки большее значение. По выражению (29) определить новое значение δkss2, а по (28) – скорректировать величину максимально допустимой угловой частоты скольжения.

Из рассмотренной схемы видно, что АПВУС возможно только при наличии скольжения. Если возможен режим работы сети при отключении линии без потери синхронизма, то схему АПВУС необходимо дополнить схемой АПВОС. Для этого в схеме предусмотрена дополнительная цепь пуска АПВ через накладку SX2, замыкающие контакты реле KV2, контролирующие наличие напряжения на линии, и размыкающий контакт реле KSS1.

Краткие сведения о разрабатываемых в настоящее время микропроцессорных комплексах АПВ, быстродействующих автоматических устройствах резервного включения приведены в [6].

Содержание

Читать: Аннотация
Читать: Введение
Читать: 1. задания и исходные данные для выполнения расчетно-графических работ
Читать: 2. методические указания к выполнению работы № 1
Читать: 3. методические указания к выполнению работы № 2
Читать: 3.1. краткие сведения об особенностях и разновидностях апв на линиях с двусторонним питанием
Читать: 3.2. несинхронное апв
Читать: 3.3. быстродействующее апв
Читать: 3.4. автоматическое включение с улавливанием синхронизма
Читать: Литература

Включение выключателя с синхронизмом

Требования к устройствам АПВ, классификация схем АПВ

Устройства АПВ должны действовать во всех случаях аварийного отключения выключателя, за исключением случаев, когда аварийное отключение происходит сразу после оперативного включения на короткое замыкание.

Устройства АПВ не должны действовать во всех случаях оперативного отключения выключателя.

После успешного повторного включения устройство АПВ должно через заданное время автоматически возвращаться в состояние готовности к новому действию.

При включении выключателя на устойчивое короткое замыкание исключается возможность многократного действия, если это не предусмотрено схемой и заданным режимом АПВ.

Устройства АПВ блокируются при срабатывании некоторых устройств РЗА (защита от внутренних повреждений маслонаполненного оборудования, УРОВ, противоаварийная автоматика и т.п.).

Пуск АПВ выполняется, как правило, по несоответствию положения выключателя («отключен») ранее выполненной оперативной команде («включить»). В некоторых случаях выполняется пуск АПВ при срабатывании защит присоединения.

Схемы и устройства АПВ классифицируются по ряду признаков:

1. По числу полюсов (фаз) выключателей, включаемых при АПВ:

— трехфазное АПВ (ТАПВ);

— однофазное АПВ (ОАПВ).

2. По виду оборудования, на которое повторно подается напряжение:

3. По числу циклов (кратности действия) устройств АПВ:

— АПВ однократного действия (однократное АПВ);

— АПВ многократного действия.

4. По применяемым элементам контроля:

— АПВ без элементов контроля (слепое или несинхронное АПВ)

— АПВ с ожиданием (АПВ ОС) или с контролем (АПВ КС) синхронизма;

— АПВ с улавливанием синхронизма (АПВ УС);

— АПВ с контролем отсутствия напряжения на одном из объединяемых элементов;

— АПВ в сочетании с самосинхронизацией генерато ров и синхронных компенсаторов (АПВС).

5. По способу воздействия на привод выключателя:

— механические устройства АПВ;

— электрические устройства АПВ.

В связи с ограниченным объемом пособия ограничимся рассмотрением электрических устройств АПВ

В ряде случаев применяются комбинации различных видов АПВ.

Однофазное АПВ (ОАПВ) используется на линиях напряжением 330 кВ и выше, а также на некоторых линиях 220 кВ. ОАПВ используется для отключения и повторного включения одной фазы при однофазном КЗ, отключаемом быстродействующими защитами.

Основное преимущество ОАПВ – сохранение в цикле АПВ связи между системами, что позволяет включить линию без толчка и нарушения синхронизма. Кроме того отключение одной фазы снижает износ неотключающихся в цикле АПВ фаз выключателей. Недостаток его – необходимость выключателей с пофазным приводом и довольно сложных устройств автоматики.

На оборудовании напряжением до 220 кВ, как правило, применяется трехфазное АПВ, выполнение которого и рассмотрим далее.

Чаще всего используется однократное АПВ. При аварийном отключении элемента электрической сети автоматическое повторное включение выполняется один раз, в дальнейшем запрещается. Реже используется двукратное АПВ, которое делает две попытки включения. Более двух циклов АПВ в России практически не применяется.

Устройства трехфазного АПВ чаще выполняются с пуском по несоответствию между ранее поданной оперативной командой на включение и отключенным положением выключателя. В некоторых случаях применяется пуск АПВ от защиты.

Основным условием запуска АПВ в первом случае является несоответствие между последней командой включения выключателя и его отключенным положением. Дополнительное условие – синхронное напряжение на шинах подстанции и на линии или отсутствие напряжения на одном из этих элементов. Работа АПВ должна запрещаться в случае действия ограничений, приведенных выше.

Читать еще:  Выключатель 1кл мимоза крем

На рисунке приведена схема АПВ с элементами контроля на реле РПВ-58 для одного выключателя линии 110 — 220 кВ:

РПО — реле положения «отключено» выключателя;

РФ — реле фиксации команды на включение выключателя

Цепи контроля в общем случае контролируют:

— наличие синхронных напряжений между объединяемыми частями системы;

— наличие напряжения в одной части системы и отсутствие напряжения в другой.

Первая задача, которая выполняется применение элементов контроля – блокировка несинхроного включения на параллельную работу энергосистем и частей энергосистемы. Вторая задача – предотвращение излишних включений на неустранившееся КЗ.

В тех случаях, когда несинхронное включение маловероятно и не представляет опасности для оборудования и энергосистемы в целом, применяется АПВ без элементов контроля, которое называется «Слепым» или несинхронным АПВ.

Оба термина равны по значению. «АПВ с ожиданием синхронизма» — термин, принятый в нормативной документации, «АПВ с контролем синхронизма» более принят в повседневной практике. Далее будем больше применять второй термин.

АПВ с контролем синхронизма применяется на линиях электропередачи, шинах и другом оборудовании с двусторонним питанием. Принцип действия АПВ с контролем синхронизма заключается в том, что включение разделившихся частей энергосистемы разрешается, когда напряжения по концам отключившейся линии синхронны или близки к синхронным, а угол между напряжениями не превышает заданного значения. Когда напряжения по концам отключившейся линии синхронны, АПВ контролирует угол между ними и производит включение линии, если угол не превышает заданного значения, что обеспечивает включение линии без большого толчка тока. Подробно несинхронные режимы рассмотрены в разделе «Автоматика ликвидации асинхронного режима».

Если напряжения по концам линии будут несинхронными и разность частот недопустимо велика, схема будет ожидать, когда восстановится синхронный режим между разделившимися частями энергосистемы, или когда существующая разность частот при включении выключателя не приведет к тяжелым последствиям (асинхронный ход, длительные качания, большой толчок тока).

АПВ с контролем синхронизма предусматривает наличие наличия напряжения на двух объединяемых элементах: на линии и на шинах. Если этот режим будет введен на обоих концах линии, условия для АПВ никогда не создадутся. Для обеспечения АПВ на одном из концов линии в дополнение к АПВ КС должно быть введено АПВ с контролем отсутствия напряжения на линии. Аналогично выполняется АПВ шин. На одной или нескольких отходящих линиях выполнятся АПВ с контролем отсутствия напряжения на шинах.

«Слепое» или несинхронное АПВ

Этими терминами обозначается АПВ без элементов контроля. Применяется на тупиковых линиях, при наличии достаточного количества параллельных связей и в других случаях, когда несинхронное включение исключено или не представляет опасности для оборудования и системы.

Цепи запрета АПВ

Как упоминалось выше, действие АПВ блокируется в ряде случаев:

— при оперативном отключении выключателей;

— при срабатывании защит от внутренних повреждений трансформаторов;

— при отказе выключателей и действии УРОВ;

— при срабатывании устройств противоаварийной автоматики с действием на отключение выключателя.

Включение выключателя с синхронизмом

Схема АПВОС приведена на рис. 2.13. Она отличается от схем АПВ, рассмотренных выше, наличием двух дополнительных реле — реле контроля напряжения на линии KSV и реле контроля синхронизма KSS (обмотки реле на рисунке не показаны). Устройство АПВ, выполненное по схеме на рис. 2.13, устанавливается по обоим концам линии, при этом с одной стороны линии АПВ разрешается при отсутствии на линии напряжения (через верхний размыкающий контакт KSV.1, когда включена накладка SX2), а с другой стороны — при наличии на линии напряжения и при синхронности встречных напряжений (замкнуты нижний замыкающий контакт KSV.2 и контакт KSS.1). Цикл АПВ происходит в следующей последовательности. После отключения линии сначала подействует схема АПВ с одной стороны, где контролируется отсутствие напряжения, и включит выключатель. При наличии на линии устойчивого повреждения выключатель отключится вновь. Устройство АПВ на другой стороне линии при этом действовать не будет. Если же повреждение будет устранено, линия останется под напряжением и вступит в действие схема АПВ, установленная на другой стороне линии. Реле KSV, контролирующее наличие напряжения на линии, сработает и замкнет контакт KSV.2. Если угол между напряжениями по концам линии будет невелик, реле контроля синхронизма KSS также замкнет контакт KSS.1, разрешая после истечения заданной выдержки времени включение выключателя, в результате чего линия будет замкнута с обоих концов.

Рис. 2.13. Схема АПВ с ожиданием синхронизма для присоединений с масляными выключателями: а — схема цепей оперативного тока; б — схема цепей напряжения; в — векторная диаграмма, поясняющая принцип действия реле контроля синхронизма

Если напряжения по концам линии будут несинхронны и разность частот недопустимо велика, схема АПВОС будет ожидать, пока не восстановится синхронизм между разделившимися частями энергосистемы или пока разность частот будет так незначительна, что замыкание линии в транзит не повлечет за собой асинхронного хода и не будет сопровождаться большим толчком тока.

Читать еще:  Подключение автоматических выключателей постоянного тока

Для контроля синхронизма обычно используется реле напряжения типа РН-55. Это реле имеет две обмотки, к каждой из которых подключено одно контролируемых напряжений (рис. 2.13, б). В результате реле KSS реагирует на разность напряжений, подведенных к его обмоткам. При равных по абсолютным значениям напряжениях на линии и на шинах подстанции разность напряжений, под действием которого находится подвижная система реле KSS, в зависимости от угла между контролируемыми напряжениями определяется следующим выражением (рис. 2.13, в):

Из этого выражения следует, что реле KSS, замыкающее контакт KSS.1 при снижении разности напряжений до заданной установки, будет реагировать на угол между напряжениями.

Иногда схема АПВОС используется для оперативного замыкания транзита при наличии сихронизма. В схеме на рис. 2.12, а подобное мероприятие не предусмотрено, плюс на контактор включения КМ подается контактами КСС. 1 без контроля синхронизма.

В схеме АПВ, показанной на рис. 2.12, с помощью накладки SX2 изменяются функции АПВ. С той стороны линии, где осуществляется контроль синхронизма и наличия напряжения, накладка SX2 отключена. С той стороны линии, где осуществляется контроль отсутствия напряжения, накладка SX2 включена. Следует отметить, что с той стороны линии, где контролируется отсутствие напряжения, последовательно включенные контакты KSV.2 и KSS.1 из работы не выводятся. Благодаря этому предотвращается отказ АПВ при одностороннем отключении линии.

Разновидности автоматического повторного включения

В комплексе работ по усовершенствованию управления энергетикой большое значение отводится автоматизации технологических процессов по производству и передаче электроэнергии. В данном случае, автоматизация распределительных сетей и подстанций выходит на первое место.

Всевозможные устройства автоматики позволяют обеспечить комплексную автоматизацию сетей с автоматическим восстановлением электроснабжения потребителей в случаях возникновения каких-либо аварийных режимов.

Одним из основных типов автоматики в данном случае считается автоматическое повторное включение трансформаторов, шин, линий электропередач.

В общем, АПВ выключателей в энергосистеме – это основное средство, повышающее надёжность работы энергосистемы и обеспечивающее бесперебойность питания потребителей.

Опыт эксплуатации показал, что большое число нарушений изоляции электроустановок является неустойчивым и самостоятельно устраняется после снятия напряжения. Такие ситуации возможны при грозовом перекрытии изоляции, падении деревьев, схлестывании проводов при ветровой нагрузке и т. д.

При правильно выбранном времени срабатывании устройств РЗА, электрическая дуга, возникающая в месте нарушения изоляции, значительных нарушений нанести не успевает и включённое повторно оборудование продолжает оставаться в работе.

То есть, с уверенностью можно говорить об успешной работе АПВ. По многолетним статистическим данным, оно бывает успешно в 70% от общего количества случаев нарушений электроснабжения.

Основные разновидности. Из наиболее распространённых видов АПВ, применяемых сегодня в электроэнергетике, можно выделить следующие виды:

АПВ КОНЛ (АПВ с контролем отсутствия напряжения на линии). Данный вид повторного включения считается наиболее распространённым, который применяется в сетях всех уровней напряжения, когда восстановление электроснабжения потребителей происходит при отключении выключателя от действия линейных защит. Происходит контроль отсутствия напряжения на линии электропередач при помощи линейных ТН.

АПВ КС (АПВ с контролем синхронизма). Используется для повторного включения выключателей линий, имеющих двустороннее питание, когда проверяется синхронность напряжений на его вводах. Для этих целей используются либо линейные трансформаторы напряжения, либо конденсаторы связи, с которых происходит отбор синхронизируемых напряжений.

ЧАПВ (АПВ после работы автоматической частотной разгрузки). Данный вид “повторки” применяется, когда в энергосистеме в случае снижения частоты питающей сети произошло отключение потребителей, что позволяет уменьшить общую нагрузку узла и сохранить в целости генерирующие установки.

В итоге по мере восстановление в системе частоты происходит включение потребителей при помощи устройств частотного АПВ после работы АЧР.

АПВ шин и трансформаторов. Короткие замыкания на шинах подстанций происходят очень редко, но в таких случаях отключается большое число ответственных потребителей, поэтому очевидна вся важность АПВ шин.

В данном случае подразумевается восстановление питания шин подстанции в следующих моментах:

При погашении шин подстанции со стороны основного источника питания с повреждением элементов линии. Происходит включение выключателя от АПВ КННЛ от другого источника с обязательным контролем наличия напряжения на линии.

При погашении шин в результате действия их защит и отключении всех присоединений. В данном случае производится повторная подач напряжения на шины включением выключателя опробующей ВЛ, находящейся под напряжением со стороны источника питания с предварительным контролем отсутствия напряжения на шинах (АПВ КОНШ).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector